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悉尼研究员3D用于超音速飞机测试的印刷品

Tamas Bykerk是一名研究生悉尼大学在澳大利亚。他正在努力工作。在航空航天工程中,由Dries Verstraete进行监督。他们是六世国际项目的一部分,他们与欧洲航天局(ESA)和意大利航空航天研究中心(CIRA)合作,评估商业超声波航空旅行的可行性。

In aircraft terminology, hypersonic speed is defined as the point where physical airflow changes like dissociation and ionization occur, approximately Mach 5. For decades, atmospheric escape and return vehicles such as NASA’s space shuttles and rocket-propelled research planes have flown at such speeds for short durations. However, commercial hypersonic airliners which require sustained hypersonic flight are still in the concept phase.

“目前,压倒性大部分研究侧重于高速设计点 - 主要是伴随机身加热的航空结构问题。我的研究看着这些飞机是否可以安全起飞和降落,“Bykerk说。“主要目标是评估在飞行中最关键的两次最关键阶段的性能和稳定性。”

所有固定翼飞机设计必须平​​衡两个相反的目标 - 在巡航速度与稳定,可控飞行的起飞和着陆速度的最佳效率。所需的巡航速度越快,妥协变为明显。在外行的条款中,超快速飞机没有建成慢慢飞行。

当飞机起飞时,在尝试降落时,它接近飞行员所知道的,因为最小可控的空速 - 飞行任何较慢的点将停止保持稳定飞行的能力。它在这种速度下,飞行变得最危险的速度,因为空速减少将导致飞机停下来,投入潜水或旋转,以重新获得其翅膀的气流。在接近地面时,没有时间恢复。

高度高度和速度下的几乎存在的空气动力学问题成为地球附近较慢的飞行期间的风险因素。跨越式可以要求平面在其垂直轴上以尴尬的角度飞行以保持其飞行路径,改变空气流过其翼和控制表面的方式。Bykerk是关于在飞机设计中研究能够在多次出现的声音速度的飞机设计中的这些缓慢的考虑因素。

悉尼大学的工程与信息技术学院有16个Tiertime3D打印机,其中四个位于其Fab实验室,位于航空航天,机械和机电工程学院内。BYKERK在低速风洞中使用这些打印机建造了高超声速飞机模型。较大的型号在ABS零件中印刷,然后组装和后处理,以确保原始设计与模型之间的连续性。技术包括打磨,间隙填充,再次打磨,树脂涂装和涂漆。

最终产品放置在风隧道中,可以获得关键数据。

“我们正在寻找像升降机和拖曳的东西,以便降落和起飞速度,以及所需的攻击角度。当车辆供电时,我们将风扇安装到模型中,分析入口唇分离和入口失真,“Bykerk说。“我与所有人一起工作的车辆具有高度扫过的翼形平面形式,因此涡旋升力和与飞机其他部分的互动通常是感兴趣的。稳定性分析涉及俯仰/滚动/打开的时刻以及侧向力以及这些变化与攻角和侧滑。“

3D印刷还用于快速改变和更换可拆卸型号,主要是控制表面。副翼,舵,电梯,襟翼甚至整个翼都可以调整大小或调整其型材。通过这种方式,该团队可以测试超音速设计并试图改善其起飞和降落特性。

“这样的模型通常会使用成本高昂的CNC加工,”Bykerk说。“3D打印不仅更便宜,但它允许我完全控制制造过程,并迅速转动几次迭代。”

大多数估计在25年内预测可恢复的超声波无人机。假设商业航空旅行将在某些时候遵循。拜克克今天的工作可能是该未来的建筑块之一。

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